¿Podría un monorraíl y un volante accionados por reentrada hacer un motor cinético para la sustentación?

En el reingreso, ¿podría un volante girar sobre un cojinete magnético creando una fuerza centrífuga para mantener el nivel de la nave mientras se crea una bolsa de aire de plasma desde los hoyos en el escudo térmico giratorio? Esto desplazaría el aire sobrecalentado lejos de la nave mientras crea sustentación. ¿Podría la energía cinética almacenarse en un volante para crear sustentación para flotar con una carga útil antes de aterrizar en Marte o la Tierra?

En otras palabras: el volante se movería con aire interactuando con la forma de los hoyuelos (algo así como una pelota de golf tiene hoyuelos y crea sustentación cuando gira) en el volante para convertir la presión del aire en energía cinética rotacional mientras crea sustentación igualando la presión . Entonces, en lugar de que el aire golpee el barco, el aire golpea más la bolsa de aire creada por el reingreso. ¿Es como combatir el aire con aire o usar el aire como escudo térmico?

Estoy aquí para explicarte si necesitas ayuda.
Eso suena como que muchas cosas podrían salir mal. La belleza de los diseños actuales de escudos térmicos y perfiles de reentrada es que son 'pasivos', es decir, no requieren partes móviles. ¿Qué pasa si tu rodamiento falla? ¿Qué sucede si el volante gira lentamente debido a la fricción adicional de algo que se atascó allí adentro? Además, eso suena como una gran cantidad de masa adicional.
¿Podrías dejar más claro lo que sugieres? Parece que plantea la hipótesis de varias formas diferentes en que este sistema podría generar sustentación y/o arrastre. En cualquier caso, como dice @DaGroove, esto suena como una gran complejidad con poca o ninguna ganancia.
Tengo problemas para visualizar esto. ¿Quiere reemplazar el escudo térmico en una cápsula con un volante que gira en el plano horizontal?
El rodamiento magnético aquí está buscando problemas. Son dispositivos que no manejan bien cargas más fuertes: casi no tienen fricción para cargas nominales, pero sus cargas nominales son muy bajas; con cargas más fuertes, actúan como bujes muy malos con mucho juego. Las cargas involucradas durante el reingreso no son ni mucho menos "bajas".
@SF. similar a la forma en que funciona un mono riel pero es un círculo.
@DaGroove son solo 2 piezas en lugar de una
@Muze: El tren Maglev usa muchos electroimanes bastante pesados ​​y que consumen mucha energía para seguir levitando. (el monorriel común simplemente se desplaza, las ruedas en el riel). Un cojinete magnético usa solo un par de imanes de neodimio completamente pasivos, alineados de tal manera que el eje es repelido desde todos los lados... pero puede usar su mano para empujarlo contra la pared. No es lo suficientemente fuerte. Los imanes que opondrían buenos 6 g de fuerza contra su volante tendrían que ser poderosos .
@SF. a medida que comienza la reentrada, el volante gira a través de los imanes creando un campo electromagnético que impulsa el atrapamiento del volante a medida que se aplica más fuerza de rotación, más fuerte es el atrapamiento.
@Muze Necesitas estudiar algo de ingeniería. No en serio. Una de las cosas que aprendes es que las cosas complicadas son propensas a fallar y quieres mantener las cosas tan simples como prácticas. Agregar maquinaria pesada adicional para tratar de deshacerse de un poco de recubrimiento ablativo no es una victoria.
@zeta-band no es nada complicado, es tan simple como un frizz.
@Muze Mira, tienes que aprender a hacer los cálculos. Un frisbee a 30 millas por hora y un vehículo de reingreso a 16 000 millas por hora tienen problemas diferentes.
@zeta-band de grueso debería haber dicho un frizbe de metal que pesa tanto como el transbordador espacial.

Respuestas (1)

Tome la densidad de energía súper optimista de 500 kJ/kg del almacenamiento de energía del volante. En realidad, el 10% de eso sería un gran resultado.

mi k = 1 2 metro v 2 entonces 0.5*1kg*(8km/s)^2 = 32MJ por kilogramo de masa orbital.

Si la nave no fuera más que el volante, aún recibiría 64 veces más energía de la que puede contener de manera más optimista. Su volante se quemaría, si no absorbe esto como energía rotacional, o explotaría hecho pedazos por la aceleración centrífuga, si lo hace.

Regla general: un kilogramo de TNT tiene 4,6 MJ/kg de energía específica. Un kilogramo de las piezas de la nave espacial en el reingreso tiene 32 MJ/kg.

Si un kilogramo de su dispositivo no puede soportar contener una energía equivalente a 7 kg de TNT, no contendrá la energía de reentrada por sí mismo. No importa cualquier nave espacial que esté destinada a sostener.

La forma de los hoyuelos en el volante puede arrojar la energía de rotación cuando se acerca a las velocidades de rotación óptimas al producir empuje. A medida que el volante de aire abierto gira más rápido, se crea una bolsa de aire que evita el giro excesivo. ¿Se crea una armonía entre el empuje del volante y el aire que impacta durante el reingreso?
@Muze: cuanto más eficientemente elimina el aire de la ruta de vuelo, menos resistencia del aire hay para reducir la velocidad de la nave espacial y te estrella contra el suelo a un par de km/s.
¿Podría un monorraíl y un volante accionados por reentrada hacer un motor cinético para la sustentación?
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